WO2003049230A1 - Antenna system for generating a quasi-isotropic magnetic field - Google Patents

Antenna system for generating a quasi-isotropic magnetic field Download PDF

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WO2003049230A1
WO2003049230A1 PCT/EP2002/011032 EP0211032W WO03049230A1 WO 2003049230 A1 WO2003049230 A1 WO 2003049230A1 EP 0211032 W EP0211032 W EP 0211032W WO 03049230 A1 WO03049230 A1 WO 03049230A1
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WO
WIPO (PCT)
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antenna
secondary winding
antenna arrangement
loop
magnetic field
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/011032
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Inventor
Alfred Lauper
Daniel Saxer
Original Assignee
Siemens Transit Telematic Systems Ag
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H01F2005/027—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers wound on formers for receiving several coils with perpendicular winding axes, e.g. for antennae or inductive power transfer

Definitions

  • the present invention relates to an antenna arrangement for generating a quasi-isotropic magnetic field according to the preamble of claim 1.
  • antenna arrangements are required, which usually consist of three frame or ring antennas or dipole antennas that are orthogonal to one another.
  • Such paired orthogonal antenna arrangements are e.g. disclosed in US 5,258,766 (Murdoch,
  • Such antenna arrangements which are preferably to be placed in railroad cars or buses, should be able to be mounted as invisibly as possible. When mounting behind a visible plastic ceiling, this means that the dimensions should be as small as possible. Due to the regulatory frequency regulation of the aforementioned values, at least one antenna arrangement per boarding and alighting zone must be provided in a vehicle due to the near field effect in a railroad car. Depending on the detection method, additional antenna arrangements of this type must be provided in the passenger compartments, so that the manufacturing costs of such an antenna arrangement are significant in an overall cost analysis.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying an antenna arrangement which, with regard to its dimensions, can easily be installed in an intermediate space between the inner and outer ceiling, allows the generation of a quasi-isotropic magnetic field and can be produced in a simple manner.
  • each loop antenna is formed from a primary winding and a secondary winding; this results in easy assembly and, through a capacitive and inductive coupling of the two windings, more magnetic energy can be generated by the antenna arrangement.
  • each loop antenna has the same oval shape and the secondary winding has a higher number of turns than the primary winding; the oval shape results in a reduced overall height on the one hand and a largely homogeneous magnetic field on the other and with the higher number of secondary turns compared to the number of primary turns, an optimal adaptation of the antenna impedance to an assigned transmitter unit and a required field strength can be assembled (claim 2).
  • each loop antenna has a groove, which is intended for receiving primary and secondary windings is; the antenna carrier can be provided with primary and secondary windings in a simple manner and thus allows inexpensive assembly of the antenna arrangement according to the invention (claim 5).
  • the antenna carrier has a fastening hole, the axis of which, seen in the projection, is parallel to the small semi-axis of the ellipse in accordance with the elliptical shape of a loop antenna; the antenna carrier can be mounted in a housing in the simplest way and, thanks to the rotationally symmetrical arrangement of the loop antennas, no adjustment needs to be made relative to the axis of the mounting hole (claim 7).
  • the antenna carrier is designed as an injection molded part; an inexpensive manufacture of the antenna arrangement is particularly worthwhile for larger quantities (claim 8).
  • FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of the antenna arrangement according to the invention
  • FIG. 1 specified embodiment
  • Figure 3 equivalent circuit diagram for one of the three loop antennas of the inventive antenna arrangement.
  • FIG. 1 shows the floor plan of an embodiment of the antenna arrangement 1 according to the invention.
  • the antenna arrangement 1 is formed from three loop antennas 11, 12 and 13, the planes of which are each orthogonal to one another in pairs.
  • Each of the loop antennas 11, 12, and 13 has a groove or groove 11 ", 12 R , and 13 R , which is intended to hold a primary and secondary winding made of lacquered, ie insulated Cu wire.
  • the cross sections of the loop antennas 11, 12 and 13 - see Figures 1 and 2 - are elliptical with a semi-axis ratio a: b, which is of the order of magnitude of preferably 2: 1.
  • the planes of these ellipses are orthogonal in pairs.
  • This orthogonality is indicated at one point as shown in FIG. 2 with the specification 90 °.
  • the corners / edges between the planes of two loop antennas are either rounded, as shown by the arrow 4 in FIG. 1. It is also possible to provide these corners / edges with a narrow strip that has an angle of 45 ° with respect to the planes.
  • two connection tabs 21, 22 and 23 are provided for the primary winding 17, 18 and 19 of each frame antenna 11, 12 and 13.
  • a threaded hole 3 is provided for fastening the antenna arrangement 1 or the antenna carrier 2.
  • This antenna arrangement 1 is primarily intended for installation on or above a visible ceiling of an entry zone for the detection of electronic tickets.
  • the axis of the threaded hole 3 is oriented vertically in the operating state.
  • another hole can also be provided for the attachment, for example with a slightly conical shape for a press fit.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the antenna arrangement 1 from “obliquely below”, this view “obliquely below” relates to the position of the antenna arrangement in the ready state.
  • the above-mentioned secondary windings 17, 18 and 19 are "open".
  • a hole is provided next to a groove 11 R , 12 R , and 13 R for assembly.
  • one end of each secondary winding 17 becomes , 18 and 19 fixed in the hole in question and after the winding is done, the other end on the respective fixation notch 31, 32 and 33 attached.
  • the fixation notches 31, 32 and 33 can also be designed in such a way that they have a bolt formed by two notches, around which the copper wire can be wound with one turn and can thus be fixed.
  • both ends of a secondary coil can also be attached to the same fixation notch 31, 32 or 33.
  • the antenna carrier 2 is in one piece.
  • the symmetrical shape of the antenna carrier 2 makes it easier to design it as an injection molded part.
  • Plastic for example acrylonitrile-butadiene-styrene, abbreviated ABS, is preferably used as the injection molding material.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • the rotationally symmetrical radiation properties also result in an adjustment being omitted in the final assembly of such an antenna arrangement 1 in a vehicle.
  • FIG. 3 shows the equivalent circuit diagram of a loop antenna with the reference symbols 17, 17 Ls , 17 R and 17 c ;
  • the following information relates to each loop antenna, since they have to be electrically identical to generate a quasi-isotropic magnetic field.
  • the number of turns 1 (one) is provided for the primary winding, while the secondary winding has a number of turns of preferably 5 to 25, depending on the area of use.
  • the connection tabs 21 are connected to a transmission unit, this transmission unit generating a separate transmission signal for each loop antenna, which are each shifted by 90 ° from one another.
  • the resulting magnetic field is used to transmit data to the electronic tickets by modulation.
  • an inductance 17 is shown for the primary winding.
  • this antenna arrangement is preferably provided for the permitted frequencies 6.78, 13.56 or 27.1 MHz, there is predominantly a magnetic coupling between the primary and secondary windings.
  • a capacitance 17 c and an ohmic resistor 17 R must be included in addition to the inductance 17 Ls .
  • the capacitance 17 c between the turns of the secondary winding can be assigned.
  • two open ends are shown, which are actually superfluous in the equivalent circuit diagram representation.
  • this so-called parallel oscillation is formed by a choice of the ratio of the number of turns from primary
  • the antenna arrangement can be designed in a simple manner for a specific application. From the point of view of an assigned transmitter unit in the direction of the primary winding, an optimal adaptation is achieved and there is no complicated adjustment on the part of an assigned transmitter unit Number of turns greater than 1 (one) can be used.
  • the loop antenna can also have an oval shape instead of an elliptical shape.
  • Threaded hole 4 rounded edges between the levels of two loop antennas
  • fixation notch for the secondary winding of the first loop antenna fixation notch for the secondary winding of the second

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Abstract

The invention relates to an antenna system (1) that generates a quasi-isotropic magnetic field. According to the invention, the antenna system is configured by a one-piece antenna support (2) comprising three loop antennae (11, 12, 13) orthogonally disposed in pairs and comprising one primary and secondary winding (17, 18, 19) each. The secondary windings are open. The oval shape of the loop antennae provides for a more compact system that generates a quasi-isotropic magnetic field.

Description

Antennenanordnung zur Erzeugung eines quasi-isotropen MagnetfeldesAntenna arrangement for generating a quasi-isotropic magnetic field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung zur Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes nach dem Ober- begriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to an antenna arrangement for generating a quasi-isotropic magnetic field according to the preamble of claim 1.
Für die Erfassung sogenannter elektronischer Billette, wie sie z.B. in WO 01/20557 AI offenbart sind, ist es erforderlich, dass sich diese Billette für das Wecken mit einer Fre- quenz im Bereich von z.B. 6.78, 13.56 oder 27.1 MHz in einem möglichst isotropen Magnetfeld befinden. Anstelle von einem „möglichst isotropes Magnetfeldes" wird auch von einem „uniformen Magnetfeld" gesprochen. Im folgenden wird dafür der Begriff „quasi-isotropes Magnetfeld" verwendet.For the registration of so-called electronic tickets, as e.g. are disclosed in WO 01/20557 AI, it is necessary that these tickets are suitable for waking with a frequency in the range of e.g. 6.78, 13.56 or 27.1 MHz are in a magnetic field that is as isotropic as possible. Instead of a “magnetic field that is as isotropic as possible”, it is also spoken of a “uniform magnetic field”. The term “quasi-isotropic magnetic field” is used for this below.
Für die Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes sind Antennenanordnungen erforderlich, die meist aus drei zueinander orthogonalen Rahmen- oder Ringantennen oder Dipolantennen bestehen. Solche paarweise orthogonalen Antennen- anordnungen sind z.B. offenbart in US 5.258.766 (Murdoch,To generate a quasi-isotropic magnetic field, antenna arrangements are required, which usually consist of three frame or ring antennas or dipole antennas that are orthogonal to one another. Such paired orthogonal antenna arrangements are e.g. disclosed in US 5,258,766 (Murdoch,
Nov. 2, 1993) oder in WO 01/73888 AI (Teratron GmbH, 4. Okt. 2001) .Nov. 2, 1993) or in WO 01/73888 AI (Teratron GmbH, Oct. 4, 2001).
Solche vorzugsweise in Eisenbahnwagen oder Autobusse zu platzierende Antennenanordnungen sollten möglichst unsichtbar montiert werden können. Dies bedingt bei einer Montage hinter einer sichtbaren Decke aus Kunststoff, dass die Abmessungen möglichst klein sein sollten. Bedingt auch durch die aufgrund der behördlichen Frequenzregulierung der vorgenannten Werte, müssen in einem Fahrzeug wegen der Nahfeldwirkung in einem Eisenbahnwagen wenigstens eine Antennenanordnung pro Ein- /Ausstiegszone vorgesehen werden. Je nach Erfassungsverfahren müssen in den Passagierräumen weitere solcher Antennenanordnung vorgesehen werden, so dass die Herstellkosten einer solchen Antennenanordnung in einer Gesamtkostenbetrachtung ins Gewicht fallen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antennenanordnung anzugeben, die bezüglich der Dimensionierung leicht in einen Zwischenraum zwischen Innen- und Aussendecke einbaubar ist, die Erzeugung eines quasi-iso- tropen Magnetfeldes erlaubt und auf einfache Weise herstellbar ist.Such antenna arrangements, which are preferably to be placed in railroad cars or buses, should be able to be mounted as invisibly as possible. When mounting behind a visible plastic ceiling, this means that the dimensions should be as small as possible. Due to the regulatory frequency regulation of the aforementioned values, at least one antenna arrangement per boarding and alighting zone must be provided in a vehicle due to the near field effect in a railroad car. Depending on the detection method, additional antenna arrangements of this type must be provided in the passenger compartments, so that the manufacturing costs of such an antenna arrangement are significant in an overall cost analysis. The present invention is therefore based on the object of specifying an antenna arrangement which, with regard to its dimensions, can easily be installed in an intermediate space between the inner and outer ceiling, allows the generation of a quasi-isotropic magnetic field and can be produced in a simple manner.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the measures specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.
Dadurch dass der Antennenträger einstückig ausgebildet ist und dass jede Rahmenantenne aus je einer Primärwicklung und einer Sekundär- wicklung gebildet wird; ergibt sich eine leichte Montierbarkeit und durch eine kapazitive und induktive Kopplung der beiden Wicklungen kann durch die Antennenanordnung mehr magnetische Energie erzeugt werden.The fact that the antenna carrier is formed in one piece and that each loop antenna is formed from a primary winding and a secondary winding; this results in easy assembly and, through a capacitive and inductive coupling of the two windings, more magnetic energy can be generated by the antenna arrangement.
So können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben:The following additional advantages can result:
i) Dadurch dass jede Rahmenantenne die gleiche ovale Form und die Sekundärwicklung eine höhere Windungszahl als die Primärwicklung aufweist; ergibt sich durch die ovale Form einerseits eine reduzierte Bauhöhe und andererseits ein weitgehend homogenes Magnetfeld und mit der gegenüber der Primärwindungszahl höheren Sekundärwindungszahl sind eine optimale Anpassung der Antennenimpedanz an eine zugeordneten Sendeeinheit und eine geforderte Feldstärke konfektionierbar (Patentanspruch 2).i) in that each loop antenna has the same oval shape and the secondary winding has a higher number of turns than the primary winding; the oval shape results in a reduced overall height on the one hand and a largely homogeneous magnetic field on the other and with the higher number of secondary turns compared to the number of primary turns, an optimal adaptation of the antenna impedance to an assigned transmitter unit and a required field strength can be assembled (claim 2).
ii) Dadurch dass jede Rahmenantenne eine Rille aufweist, die für die Aufnahme von Primär- und Sekundärwicklung vorgesehen ist; kann der Antennenträger auf einfache Weise mit Primär- und Sekundärwicklungen versehen werden und erlaubt somit eine kostengünstige Konfektionierung der erfindungsge- mässen Antennenanordnung (Patentanspruch 5) .ii) The fact that each loop antenna has a groove, which is intended for receiving primary and secondary windings is; the antenna carrier can be provided with primary and secondary windings in a simple manner and thus allows inexpensive assembly of the antenna arrangement according to the invention (claim 5).
iii) Dadurch dass der Antennenträger ein Befestigungsloch aufweist, dessen Achse in der Projektion gesehen parallel ist zur kleinen Halbachse der Ellipse gemäss der elliptischen Form einer Rahmenantenne; kann der Antennenträger auf einfachste Weise in einem Gehäuse montiert werden und es braucht dank der drehsymmetrischen Anordnung der Rahmenantennen relativ zur Achse des Befestigungsloches keine Justierung vorgenommen zu werden (Patentanspruch 7) .iii) In that the antenna carrier has a fastening hole, the axis of which, seen in the projection, is parallel to the small semi-axis of the ellipse in accordance with the elliptical shape of a loop antenna; the antenna carrier can be mounted in a housing in the simplest way and, thanks to the rotationally symmetrical arrangement of the loop antennas, no adjustment needs to be made relative to the axis of the mounting hole (claim 7).
iv) Dadurch dass der Antennenträger als Spritzgussteil ausgebildet ist; ist eine kostengünstige Herstellung der Antennenanordnung insbesondere für grössere Stückzahlen lohnend (Patentanspruch 8) .iv) Because the antenna carrier is designed as an injection molded part; an inexpensive manufacture of the antenna arrangement is particularly worthwhile for larger quantities (claim 8).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. Show:
Figur 1 Grundriss einer Ausführungsform der erfindungs- gemässen Antennenanordnung; Figur 2 perspektivische Ansicht von schräg unten der in1 shows a plan view of an embodiment of the antenna arrangement according to the invention; Figure 2 perspective view obliquely from below in
Fig. 1 angegebenen Ausführungsform; Figur 3 Ersatzschaltbild für eine der drei Rahmenantennen der erfindungsge ässen Antennenanordnung.Fig. 1 specified embodiment; Figure 3 equivalent circuit diagram for one of the three loop antennas of the inventive antenna arrangement.
Figur 1 zeigt den Grundriss einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Antennenanordnung 1. Die Antennenanordnung 1 wird gebildet aus drei Rahmenantennen 11, 12, und 13, deren Ebenen zueinander je paarweise orthogonal sind. Jede der Rahmenantennen 11, 12, und 13 weist eine Nut oder Rille 11„, 12R, und 13R auf, die für die Aufnahme einer Primär- und Sekundärwicklung aus lackiertem, d.h. isoliertem Cu-Draht vorgesehen ist. Die Querschnitte der Rahmenantennen 11, 12 und 13 - siehe dazu die Figuren 1 und 2 - sind elliptisch mit einem Halbachsenverhältnis a:b, das in der Grössenordnung von vorzugsweise 2:1 liegt. Die Ebenen dieser Ellipsen sind wie vorstehend erwähnt paarweise orthogonal. Diese Orthogonalitat ist an einer Stelle gemäss der Darstellung von Fig. 2 mit der Angabe 90° angegeben. Die Ecken/Kanten zwischen den Ebenen zweier Rahmenantennen sind aus fertigungstechnischen Gründen entweder gerundet ausgeführt, wie dies in Fig. 1 mit dem Hinweispfeil 4 gezeigt ist. Es ist auch möglich diese Ecken/Kanten mit einem schmalen Streifen vorzusehen, der gegenüber den Ebenen einen Winkel von 45° aufweist. Im Grundriss gemäss der Darstellung von Fig. 1 sind für die Primärwicklung 17, 18 und 19 einer jeden Rahmenantenne 11, 12 und 13 je zwei Anschlusslaschen 21, 22 und 23 vorgesehen. Für die Befestigung der Antennenordnung 1 bzw. des Antennenträgers 2 ist ein Gewindeloch 3 vorgesehen. Diese Antennenanordnung 1 ist primär für den Einbau an oder über einer sichtbaren Decke einer Eintrittszone für die Erfassung von elektronischen Billetten vorgesehen. In aller Regel ist im Betriebszustand die Achse des Gewindeloches 3 vertikal ausgerichtet. Anstelle eines Gewindeloches 3 kann auch ein anderes Loch für die Befestigung vorgesehen werden, z.B. mit einer leicht konischen Form für einen Press-Sitz.FIG. 1 shows the floor plan of an embodiment of the antenna arrangement 1 according to the invention. The antenna arrangement 1 is formed from three loop antennas 11, 12 and 13, the planes of which are each orthogonal to one another in pairs. Each of the loop antennas 11, 12, and 13 has a groove or groove 11 ", 12 R , and 13 R , which is intended to hold a primary and secondary winding made of lacquered, ie insulated Cu wire. The cross sections of the loop antennas 11, 12 and 13 - see Figures 1 and 2 - are elliptical with a semi-axis ratio a: b, which is of the order of magnitude of preferably 2: 1. As mentioned above, the planes of these ellipses are orthogonal in pairs. This orthogonality is indicated at one point as shown in FIG. 2 with the specification 90 °. For manufacturing reasons, the corners / edges between the planes of two loop antennas are either rounded, as shown by the arrow 4 in FIG. 1. It is also possible to provide these corners / edges with a narrow strip that has an angle of 45 ° with respect to the planes. In the floor plan according to the representation of FIG. 1, two connection tabs 21, 22 and 23 are provided for the primary winding 17, 18 and 19 of each frame antenna 11, 12 and 13. A threaded hole 3 is provided for fastening the antenna arrangement 1 or the antenna carrier 2. This antenna arrangement 1 is primarily intended for installation on or above a visible ceiling of an entry zone for the detection of electronic tickets. As a rule, the axis of the threaded hole 3 is oriented vertically in the operating state. Instead of a threaded hole 3, another hole can also be provided for the attachment, for example with a slightly conical shape for a press fit.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Antennenanordnung 1 von „schräg unten", wobei diese Ansicht „schräg unten" sich auf die Lage der Antennenanordnung in betriebsbereitem Zustand bezieht. Die vorstehend erwähnten Sekundärwicklungen 17, 18 und 19 sind „offen". Für die Montage sind in einer bevorzugten Ausführungsform ein Loch neben je einer Rille 11R, 12R, und 13R vorgesehen. Bei der Herstellung wird das eine Ende einer jeden Sekundärwicklung 17, 18 und 19 im betreffenden Loch fixiert und nach erfolgter Bewicklung wird das andere Ende an der jeweiligen Fixationskerbe 31, 32 und 33 befestigt. Die Fixationskerben 31, 32 und 33 können auch so ausgebildet sein, dass sie einen durch zwei Kerben gebildeten Bolzen aufweisen, um den der Cu-Draht mit einer Umdrehung gewickelt und damit fixiert werden kann. Alternativ können auch beide Ende einer Sekundärspule an der gleichen Fixationskerbe 31, 32 oder 33 befestigt werden. Der Antennenträger 2 ist einstückig. Die symmetrische Form des Antennenträgers 2 erleichtert es, diesen als Spritzgussteil auszuführen. Als Spritzgussmaterial wird dabei vorzugsweise Kunst- stoff, z.B. Acrylnitril-Butadien-Styrol, abgekürzt ABS, verwendet. Dadurch reduzieren sich zusammen mit der einfachen Bewickelbarkeit und der einfachen Montierbarkeit der er- findungsgemässen Antennenanordnung 1 die Herstellkosten in signifikanter Weise. Die rotationssymmetrischen Abstrahl- eigenschaften führen auch dazu, dass bei der Schlussmontage einer solchen Antennenanordnung 1 in einem Fahrzeug eine Justierung entfällt.FIG. 2 shows a perspective view of the antenna arrangement 1 from “obliquely below”, this view “obliquely below” relates to the position of the antenna arrangement in the ready state. The above-mentioned secondary windings 17, 18 and 19 are "open". In a preferred embodiment, a hole is provided next to a groove 11 R , 12 R , and 13 R for assembly. In the manufacture, one end of each secondary winding 17 becomes , 18 and 19 fixed in the hole in question and after the winding is done, the other end on the respective fixation notch 31, 32 and 33 attached. The fixation notches 31, 32 and 33 can also be designed in such a way that they have a bolt formed by two notches, around which the copper wire can be wound with one turn and can thus be fixed. Alternatively, both ends of a secondary coil can also be attached to the same fixation notch 31, 32 or 33. The antenna carrier 2 is in one piece. The symmetrical shape of the antenna carrier 2 makes it easier to design it as an injection molded part. Plastic, for example acrylonitrile-butadiene-styrene, abbreviated ABS, is preferably used as the injection molding material. As a result, the manufacturing costs are reduced significantly, together with the ease of winding and the simple assembly of the antenna arrangement 1 according to the invention. The rotationally symmetrical radiation properties also result in an adjustment being omitted in the final assembly of such an antenna arrangement 1 in a vehicle.
In Figur 3 ist das Ersatzschaltbild einer Rahmenantenne mit den Bezugszeichen 17 , 17Ls, 17R und 17c gezeigt; die nachfolgenden Angaben beziehen sich dabei auf jede Rahmenantenne, da diese zur Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes elektrisch gesehen identisch ausgeführt sein müssen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist für die Primärwicklung die Windungszahl 1 (eins) vorgesehen, während die Sekundärwicklung je nach Einsatzgebiet eine Windungszahl von vorzugsweise 5 bis 25 aufweist. Die Anschlusslaschen 21 sind mit einer Sendeeinheit verbunden, wobei diese Sendeeinheit für jede Rahmenantenne ein separates Sendesignal erzeugt, die untereinander je um 90° verschoben sind. Mit dem resultierenden Magnetfeld werden durch eine Modulation Daten zu den elektronischen Billetten übertragen. Im Ersatzschaltbild ist für die Primärwicklung eine Induktivität 17 gezeigt. Da diese Antennenanordnung vorzugsweise für die zugelassenen Frequenzen 6.78, 13.56 oder 27.1 MHz vorgesehen ist, ergibt sich zwischen Primär- und Sekundärwicklung überwiegend eine magnetische Kopplung. Unter Berücksichtigung von nur rele- vanten Anteilen ist wegen der vorstehenden geannten Frequenzen für die Sekundärwicklung im Ersatzschaltbild neben der Induktivität 17Ls, eine Kapazität 17c und ein ohmscher Widerstand 17R aufzunehmen. Real gesehen ist die Kapazität 17c zwischen den Windungen der Sekundärwicklung zuzuordnen. Um auch im Ersatzschaltbild anzudeuten, dass die Wicklung „offen" ist, sind noch zwei offene Ende gezeigt, die genau genommen in der Ersatzschaltbilddarstellung überflüssig sind. Elektrisch gesehen wird durch dieses Ersatzschaltbild ein sogenannter Parallelschwing gebildet. Durch eine Wahl des Verhältnisses der Windungszahl von Primär- und Sekundärwicklung lässt sich die Antennenanordnung auf einfache Weise für einen bestimmten Anwendungsfall auslegen. Dabei wird aus Sicht einer zugeordneten Sendeeinheit In Richtung Primär- wicklung eine optimale Anpassung erreicht und es entfällt eine aufwendige Einstellbarkeit auf Seite einer zugeordneten Sendeeinheit. Für die Primärwicklung kann auch eine Windungszahl grösser als 1 (eins) angewendet werden.FIG. 3 shows the equivalent circuit diagram of a loop antenna with the reference symbols 17, 17 Ls , 17 R and 17 c ; The following information relates to each loop antenna, since they have to be electrically identical to generate a quasi-isotropic magnetic field. In a preferred embodiment, the number of turns 1 (one) is provided for the primary winding, while the secondary winding has a number of turns of preferably 5 to 25, depending on the area of use. The connection tabs 21 are connected to a transmission unit, this transmission unit generating a separate transmission signal for each loop antenna, which are each shifted by 90 ° from one another. The resulting magnetic field is used to transmit data to the electronic tickets by modulation. In the equivalent circuit diagram, an inductance 17 is shown for the primary winding. Since this antenna arrangement is preferably provided for the permitted frequencies 6.78, 13.56 or 27.1 MHz, there is predominantly a magnetic coupling between the primary and secondary windings. Taking only rele- Because of the above-mentioned frequencies for the secondary winding, in the equivalent circuit diagram, in addition to the inductance 17 Ls , a capacitance 17 c and an ohmic resistor 17 R must be included. In real terms, the capacitance 17 c between the turns of the secondary winding can be assigned. In order to indicate in the equivalent circuit diagram that the winding is "open", two open ends are shown, which are actually superfluous in the equivalent circuit diagram representation. From an electrical point of view, this so-called parallel oscillation is formed by a choice of the ratio of the number of turns from primary The antenna arrangement can be designed in a simple manner for a specific application. From the point of view of an assigned transmitter unit in the direction of the primary winding, an optimal adaptation is achieved and there is no complicated adjustment on the part of an assigned transmitter unit Number of turns greater than 1 (one) can be used.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebeneThe invention is not based on that described above
Ausführungsform beschränkt. Die Rahmenantenne kann anstelle einer elliptischen Form auch eine ovale Form aufweisen. Embodiment limited. The loop antenna can also have an oval shape instead of an elliptical shape.
Liste der verwendeten Bezugszeichen und AbkürzungenList of reference symbols and abbreviations used
1 Antennenanordnung1 antenna arrangement
2 Antennenträger2 antenna carriers
3 Befestigungsloch; Gewindeloch 4 Kantenrundung zwischen den Ebenen zweier Rahmenantennen3 mounting hole; Threaded hole 4 rounded edges between the levels of two loop antennas
11, 11R erste Rahmenantenne; Rille zur Aufnahme der11, 11 R first loop antenna; Groove to accommodate the
Wicklungenwindings
12, 12^ zweite Rahmenantenne; Rille zur Aufnahme der Wicklungen12, 12 ^ second loop antenna; Groove to accommodate the windings
13, 13.. dritte Rahmenantenne; Rille zur Aufnahme der13, 13 .. third loop antenna; Groove to accommodate the
Wicklungenwindings
17 Primär-/Sekundärwicklung der ersten Rahmenantenne17 Primary / secondary winding of the first loop antenna
18 Primär-/Sekundärwicklung der zweiten Rahmenantenne 19 Primär-/Sekundärwicklung der dritten Rahmenantenne18 primary / secondary winding of the second loop antenna 19 primary / secondary winding of the third loop antenna
17L , 17Ls Induktivität der Primär-/Sekundärwicklung der ersten Rahmenantenne17 L , 17 Ls inductance of the primary / secondary winding of the first loop antenna
17R Widerstand der Sekundärwicklung der ersten Rahmenantenne 17c Kapazität der Sekundärwicklung der ersten17 R resistance of the secondary winding of the first loop antenna 17 c capacitance of the secondary winding of the first
Rahmenantenneloop antenna
21 Anschlusslasche für die Primärwicklung der ersten Rahmenantenne21 Connection tab for the primary winding of the first loop antenna
22 Anschlusslasche für die Primärwicklung der zweiten Rahmenantenne22 Connection tab for the primary winding of the second loop antenna
23 Anschlusslasche für die Primärwicklung der dritten Rahmenantenne23 Connection tab for the primary winding of the third loop antenna
31 Fixationskerbe für die Sekundärwicklung der ersten Rahmenantenne 32 Fixationskerbe für die Sekundärwicklung der zweiten31 fixation notch for the secondary winding of the first loop antenna 32 fixation notch for the secondary winding of the second
Rahmenantenneloop antenna
33 Fixationskerbe für die Sekundärwicklung der dritten Rahmenantenne 33 Fixation notch for the secondary winding of the third loop antenna

Claims

Patentansprüche claims
1. Antennenanordnung (1) zur Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes, die aus einem drei Rahmenantennen (11, 12, 13) haltenden Antennenträger (2) gebildet wird, wobei die Rahmen- antennen (11, 12, 13) paarweise zueinander orthogonal und ineinander angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenträger (2) einstückig ausgebildet ist und dass jede Rahmenantenne (11, 12, 13) aus je einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung (17, 18, 19) gebildet wird.1. Antenna arrangement (1) for generating a quasi-isotropic magnetic field, which is formed from an antenna carrier (2) holding three frame antennas (11, 12, 13), the frame antennas (11, 12, 13) being mutually orthogonal and are arranged one inside the other; characterized in that the antenna carrier (2) is formed in one piece and that each loop antenna (11, 12, 13) is formed from a primary winding and a secondary winding (17, 18, 19).
2. Antennenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rahmenantenne (11, 12, 13) die gleiche ovale Form und die Sekundärwicklung eine höhere Windungszahl als die Primärwicklung aufweist.2. Antenna arrangement (1) according to claim 1, characterized in that each loop antenna (11, 12, 13) has the same oval shape and the secondary winding has a higher number of turns than the primary winding.
3. Antennenanordnung (1) nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Rahmenantenne (11, 12, 13) die gleiche elliptische Form aufweist .3. Antenna arrangement (1) according to claim 2, characterized in that each loop antenna (11, 12, 13) has the same elliptical shape.
4. Antennenanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Primärwicklung an je zwei Anschlusslaschen (21, 22, 23) angeschlossen ist und dass jede Sekundärwicklung offen ist.4. Antenna arrangement (1) according to claim 2 or 3, characterized in that each primary winding is connected to two connecting lugs (21, 22, 23) and that each secondary winding is open.
5. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rahmenantenne (11, 12, 13) eine Rille (11R, 12R, 13R) aufweist, die für die Aufnahme von Primär- und Sekundärwicklung (17, 18, 19) vorgesehen ist.5. Antenna arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that each loop antenna (11, 12, 13) has a groove (11 R , 12 R , 13 R ) which for receiving primary and secondary windings (17, 18, 19) is provided.
6. Antennenanordnung (1) nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass für jede Rahmenantenne (11, 12, 13) in der Umgebung der Rille ein Loch für das eine Ende der Sekundärwicklung (17, 18, 19) und eine Fixationskerbe (31, 32, 33) für das andere Ende der Sekundärwicklung (17, 18, 19) vorgesehen ist und dass dadurch die Sekundärwicklung (17, 18, 19) fixiert ist.6. Antenna arrangement (1) according to claim 5, characterized in that for each loop antenna (11, 12, 13) in the vicinity of the groove, a hole for one end of the secondary winding (17, 18, 19) and a fixation notch (31, 32, 33) is provided for the other end of the secondary winding (17, 18, 19) and that the secondary winding (17, 18, 19) is thereby fixed.
7. Antennenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenträger (2) ein Befestigungsloch (3) aufweist, dessen Achse in der Projektion gesehen parallel ist zur kleinen Halbachse der Ellipse gemäss der elliptischen Form einer Rahmenantenne (11, 12, 13) .7. Antenna arrangement (1) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the antenna carrier (2) has a fastening hole (3), the axis of which, seen in the projection, is parallel to the small semiaxis of the ellipse according to the elliptical shape of a loop antenna ( 11, 12, 13).
8. Antennenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenträger (2) als Spritzgussteil ausgebildet ist. 8. Antenna arrangement (1) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the antenna carrier (2) is designed as an injection molded part.
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